新能源汽车产业链行业：特斯拉干电极加速锂电技术变革高镍硅炭有望显著受益！-20200224-东方证券-10页 (2).pdf

东方证券股份有限公司经相关主管机关核准具备证券投资咨询业务资格，据此开展发布证券研究报告业务。东方证券股份有限公司及其关联机构在法律许可的范围内正在或将要与本研究报告所分析的企业发展业务关系。因此，投资者应当考虑到本公司可能存在对报告的客观性产生影响的利益冲突，不应视本证券研究报告为作出投资决策的唯一因素。有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。动态跟踪【行业证券研究报告】新能源汽车产业链行业特斯拉干电极加速锂电技术变革，高镍硅炭有望显著受益！核心观点核心观点事件：事件：特斯拉 CEO 马斯克前期认为公司旗下 Maxwell 的干电极技术将可能对锂电池电芯行业带来巨大影响，而关于该技术的具体情况特斯拉将于 4 月的公司“电池日”做进一步披露。我们认为干电极技术相较传统湿法技术在电池极片生产工艺上具有独特的领先，有望推动锂电池行业往高镍、硅炭、负极补锂等技术方向快速发展。传统锂电池极片工艺：电池材料与各类添加剂在湿法溶剂中混合分散，进而再涂布、干燥。传统锂电池极片工艺：电池材料与各类添加剂在湿法溶剂中混合分散，进而再涂布、干燥。（1）电池单体的绝大部分性能都由电极决定，而每家电池厂在生产电极时会使用各自的配方和生产流程，目前行业以湿法为主；（2）传统极片工艺主要是将活性材料、粘结剂与导电添加剂在溶剂中充分混合、分散后，均匀涂布至集流体上，最终再进行涂层的干燥、极片的切割、压延等；（2）传统的湿法工艺、PVDF 的热分解性能等导致高镍、硅炭、负极补锂等技术存在难度，在一定程度上阻碍了锂电池的快速发展。特斯拉干电极技术采用独特的无溶剂工艺：特斯拉干电极技术采用独特的无溶剂工艺：将混入活跃的负极或正极材料颗粒的 PTFE(聚四氟乙烯)原纤维化，形成负极或正极材料的自支撑膜，再将混合的正极+粘结剂粉末通过挤压机形成薄的电极材料带，最终通过热复合技术将挤出的电极材料带层压到集流体上形成电极成品，其核心技术主要包括干料的纤维化分散、压磨技术和集流体热复合技术等。干电极技术一方面导致极片辅料体系有所变化，另一方面其深层技术变革将为锂电池未来发展带来新的趋势，包括高镍、硅炭技术、负极补锂等。干电极技术一方面导致极片辅料体系有所变化，另一方面其深层技术变革将为锂电池未来发展带来新的趋势，包括高镍、硅炭技术、负极补锂等。（1）干电极下四大材料基本体系不变，但新型粘结剂 PTFE 有望替代 PVDF（粘结剂）、SBR（粘结剂）、NMP（溶剂），并迎来广泛应用：（2）高镍有望加速：干电极无需溶剂，能解决高镍对水分敏感问题，另一方面 PTFE 性能更优，有助于提升高镍安全性；（3）硅炭负极有望受益：干电极中 PTFE 能形成具有弹性的网状结构，有助于抑制硅炭负极中硅的膨胀性，带动硅炭负极使用比例提升；（4）负极补锂技术将得到改善：干电极工艺下负极补锂可以直接将锂或锂化合物以干态形式补充进负极材料，可以避免湿法环境下烟雾、火苗等反应的产生，提升锂电池容量和使用寿命。投资建议与投资标的投资建议与投资标的由特斯拉引领的干电极技术将在未来一段时间指导锂电池朝着能量密度更高、更安全更环保、成本更低的方向发展，全球锂电池、新能源汽车行业也将通过持续的技术变革向前不断发展。在特斯拉此次干电极技术引领下，从投资角度我们建议关注以下主线：（1）高镍趋势，建议关注当升科技(300073，增持)、容百科技(688005，未评级)、新宙邦(300037，增持)；（2）硅炭复合，建议关注中国宝安(000009，未评级)、璞泰来(603659，未评级)、中科电气(300035，未评级)、杉杉股份(600884，未评级)；（3）负极补锂有望带动锂边际需求增长，建议关注赣锋锂业(002460，未评级)、天齐锂业(002466，未评级)、雅化集团(002497，未评级)；（4）新型 PTFE 粘结剂建议关注新宙邦(300037，增持)。风险提示 风险提示 干电极技术产业化进展不及预期。新型粘结剂产业化不及预期。行业评级看好看好 中性 看淡(维持)国家/地区 中国 行业 新能源汽车产业链行业 报告发布日期 2020 年 02 月 24 日 行业表现行业表现资料来源：WIND、东方证券研究所 证券分析师 卢日鑫021-63325888-6118 执业证书编号：S0860515100003 证券分析师 李梦强021-63325888-4034 执业证书编号：S0860517100003 证券分析师 彭海涛021-63325888-5098 执业证书编号：S0860519010001 联系人 顾高臣021-63325888-6119 资料来源：公司数据，东方证券研究所预测，每股收益使用最新股本全面摊薄计算，(上表中预测结论均取自最新发布上市公司研究报告，可能未完全反映该上市公司研究报告发布之后发生的股本变化等因素，敬请注意，如有需要可参阅对应上市公司研究报告)有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 新能源汽车产业链行业动态跟踪 特斯拉干电极加速锂电技术变革，高镍硅炭有望显著受益！2 目 录 一、传统锂电池极片生产工艺：电池材料与各类添加剂在溶剂环境下湿法混合.4 二、Maxwell 干电极生产工艺：无需溶剂，电池材料与 PTFE 粘结剂干法混合.5 三、干电极技术有望带来锂电池革命性变化，高镍、硅炭、负极补锂充分受益.6 趋势一：高镍电池有望受益于干电极而加速.6 趋势二：硅负极有望受益于干电极而提升使用比例.6 趋势三：补锂技术受益于干电极将得到改善.7 四、投资建议.7 五、风险提示.8 qNmQtRuMuM6MdN6MmOpPoMqQiNmMsQiNmOqO7NrQsNwMpNmPNZpPsR 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 新能源汽车产业链行业动态跟踪 特斯拉干电极加速锂电技术变革，高镍硅炭有望显著受益！3 图表目录 图 1：不同锂电池原材料单耗情况.4 图 2：Maxwell 超级电容器干电极工艺.5 图 3：Maxwell 干电极工艺.5 图 4：PTFE（聚四氟乙烯）的网状结构.6 图 5：Maxwell 干法补锂的待审专利.7 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 新能源汽车产业链行业动态跟踪 特斯拉干电极加速锂电技术变革，高镍硅炭有望显著受益！4 一、传统锂电池极片生产工艺：电池材料与各类添加一、传统锂电池极片生产工艺：电池材料与各类添加剂在溶剂环境下湿法混合剂在溶剂环境下湿法混合 目前各家电池厂在生产电极时会使用各自的配方和生产流程，市场上无法直接买到电极成品，主要原因在于电池单体绝大部分的性能（如终端电压、容量、充放电流坚固强度、循环行为、老化、内阻等）都是由电极决定，而电池单体生产中的专业技术和专利也都大部分集中在电极领域。目前极片传统的生产过程主要是将活性材料、粘结剂与导电添加剂在溶剂中充分混合、分散后，均匀涂布至集流体上，最终再进行涂层的干燥、极片的切割、压延等。集流体：集流体：主要起到导出电流作用，一般正极用铝箔，负极用铜箔，发展趋势是越来越薄。粘结剂：粘结剂：无电化学活性，主要作用是让电极颗粒材料相互间更好地连接，并让电极颗粒材料与电极集流体之间有更好的粘连，一般正极用 PVDF（聚偏氟乙烯），负极用 SBR（丁苯橡胶）胶乳+CMC（羧甲基纤维素钠），趋势是尽可能减少用量，分布越均匀越好。溶剂：溶剂：主要起到溶解各种物质达到混浆的作用，最终会通过干燥步骤去除掉，目前正极由于 PVDF 不溶于水，溶剂采用 NMP（N-甲基吡咯烷酮），负极可以用水系，NMP 由于具有毒性和危害性，后期会进行挥发燃烧或无害化处理。导电添加剂：导电添加剂：主要用于提高电极材料的导电性能，正负极均可用炭黑、导电石墨、碳纳米管等，发展趋势是用量更少、导电性更佳的材料。传统正极极片：传统正极极片：铝箔+正极材料+PVDF（粘结剂)+导电炭黑+NMP（溶剂）传统负极极片：传统负极极片：铜箔+负极材料+SBR（粘结剂）+CMC（分散剂）+导电炭黑（虽然石墨是一种好的导电体，但还需要在负极里添加额外的导电添加剂）+水（溶剂），电极材料里面添加物的成分一直都是每家电池企业的商业机密，但一般来说在能量型电池单体能量型电池单体里面，添加物的含量要尽可能做到最小，原因为添加物无法存储能量，而对于功率型电池单体功率型电池单体而言，其设计时会更注重材料间优良的相互接触和良好的导电性能，因此添加物会更多地应用到电极材料里。图 1：不同锂电池原材料单耗情况 数据来源：电池企业环评报告、东方证券研究所 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 新能源汽车产业链行业动态跟踪 特斯拉干电极加速锂电技术变革，高镍硅炭有望显著受益！5 二、二、Maxwell 干电极生产工艺：无需溶剂，电池材料干电极生产工艺：无需溶剂，电池材料与与 PTFE 粘结剂干法混合粘结剂干法混合 Maxwell 的干电极工艺主要脱胎于其超级电容器电极，即采用独到的环保型无溶剂工艺，将高纯度活性炭定制配方加工成碳膜基片，成为超大电容的双层电极材料。而对于动力电池领域，其可能采用的干电极工艺是将混入活跃的负极或正极材料颗粒的 PTFE(聚四氟乙烯)原纤维化，形成负极或正极材料的自支撑膜，再将混合的正极+粘结剂粉末通过挤压机形成薄的电极材料带，最终通过热复合技术将挤出的电极材料带层压到集流体上形成电极成品，其核心技术主要包括干料的纤维化分散、压磨技术和集流体热复合技术三项。图 2：Maxwell 超级电容器干电极工艺 数据来源：Maxwell 官网、东方证券研究所 图 3：Maxwell 干电极工艺 数据来源：搜狐汽车、东方证券研究所 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 新能源汽车产业链行业动态跟踪 特斯拉干电极加速锂电技术变革，高镍硅炭有望显著受益！6 三、干电极技术有望带来锂电池革命性变化，高镍、三、干电极技术有望带来锂电池革命性变化，高镍、硅炭、负极补锂充分受益硅炭、负极补锂充分受益 锂电四大材料基本体系不变，锂电四大材料基本体系不变，PTFE 有望替代有望替代 PVDF、SBR 和和 NMP。特斯拉干电极技术主要是电极生产工艺和模式的改变，对锂电池四大材料基本体系不会产生重大冲击，如正极材料依旧可以用NCM、NCA，但在干电极趋势下高镍有望加速，负极材料依旧可以用石墨、硅炭，但在干电极趋势下硅比例有望提升；电解液和隔膜也并无根本性变化。干电极技术对电池材料冲击较大的是辅材里面的粘结剂 PVDF、SBR 和有机溶剂 PVDF，而新型粘结剂 PTFE 有望迎来广泛应用，假设正、负极材料均按 5%添加比例测算，1Gwh 锂电池对 PTFE 的需求量约为 170 吨。此外，表观的材料改变之外，我们更建议关注由干电极深层技术变革带来的锂电池发展新趋势：趋势一：高镍电池有望受益于干电极而加速 高镍对水分要求极高，传统工艺均存在一定缺陷，如（1）传统涂布浆料用管道运输，若存在水分容易导致团聚进而阻塞管道；（2）溶剂 NMP 吸水性比正极材料、导电剂更为严重，吸水后容易导致浆料 PH 值升高；（3）在溶剂体系中温度越高粉末越容易溶解，但 PVDF 在 70以上容易降解。采用干电极工艺后采用干电极工艺后，一方面过程中省去有毒溶剂，可以做到完全无水分，适合高镍材料 Ni90、Ni95 的使用，能量密度可以大幅提升，另一方面 PTFE 耐温耐高压，稳定性更好，有助于提升高镍安全性，同时成本端也更有优势（PTFE 工艺比 PVDF 简单，生产成本更低，储存要求也更低），正极高镍材料的应用将因此受益。趋势二：硅负极有望受益于干电极而提升使用比例 硅炭负极能量密度更高，但由于硅的膨胀性问题导致硅的添加比例一直不高，同时主要应用于包装结构有优势的圆柱电池。而采用干电极工艺，PTFE 具备更好的粘结性，能够在电极基体中形成一种弹性的网状结构，在这种结构中活性物质不但彼此接触良好，有利于电子的传导，还可以对抗电极材料的膨胀和收缩，改善负极的充放电性能和储存寿命。目前松下 21700 电池氧化亚硅的含量约在 5%左右，我们判断使用干电极之后，硅的添加比例有望提升至 10%甚至更高，而硅炭负极也有望从圆柱电池进一步延伸至方型铝壳电池。图 4：PTFE（聚四氟乙烯）的网状结构 数据来源：钜大锂电、东方证券研究所 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 新能源汽车产业链行业动态跟踪 特斯拉干电极加速锂电技术变革，高镍硅炭有望显著受益！7 趋势三：补锂技术受益于干电极将得到改善 在锂电池进行第一次充放电时，正极材料的一些锂离子会与负极、电解质反应生成 SEI 膜，导致充放电过程中从负极返回正极的锂离子损失一些，即“第一次循环容量损失”，一般锂电池企业会采用额外的补锂技术来弥补用于形成 SEI 膜的锂缺口。但在湿法工艺存在溶剂情况下，锂金属和混有锂金属的碳不能很好地彼此融合，更会伴随有烟雾、火苗和噪音等强烈反应。而在干电极工艺下可以直接将锂或锂化合物以干态的形式补入负极材料，可以避免上述反应的发生。而在干法补锂之后，电池的容量和能量密度都能得到提升，电池使用寿命也能得到延长。图 5：Maxwell 干法补锂的待审专利 数据来源：搜狐汽车、东方证券研究所 四四、投资建议投资建议 综合而言，特斯拉干电极技术一方面会带来锂电池部分辅料体系的变化，另一方面我们更看好其深层技术变革对未来锂电池发展趋势带来的指导意义，包括高镍趋势、硅炭技术、补锂技术、新型粘结剂 PTFE、新型电极设备的应用等，由特斯拉引领的干电极技术将在未来一段时间指导锂电池朝着能量密度更高、更安全更环保、成本更低的方向发展，全球锂电池、新能源汽车行业也将通过持续的技术变革向前不断发展。在特斯拉此次干电极技术引领下，从投资出发我们建议关注以下主线：1、干电极将加速高镍趋势：干电极将加速高镍趋势：当升科技（高镍正极）、容百科技（高镍正极）、新宙邦（高镍电解液添加剂）、中国宝安（贝特瑞，高镍前驱体）、杉杉股份；2、干电极干电极将将加速硅炭负极应用比例：加速硅炭负极应用比例：璞泰来、中科电气、中国宝安（贝特瑞）、杉杉股份；3、干电极推动补锂技术发展，锂存在边际增量需求：干电极推动补锂技术发展，锂存在边际增量需求：赣锋锂业、天齐锂业、雅化集团。4、新型、新型 PTFE 粘结剂：粘结剂：新宙邦（储备 PTFE，同时为 Maxwell 超级电容化学品供应商）。有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 新能源汽车产业链行业动态跟踪 特斯拉干电极加速锂电技术变革，高镍硅炭有望显著受益！8 五、五、风险提示风险提示 干电极技术产业化进展不及预期。新型粘结剂产业化不及预期。有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 新能源汽车产业链行业动态跟踪 特斯拉干电极加速锂电技术变革，高镍硅炭有望显著受益！9 分析师申明 每位负责撰写本研究报告全部或部分内容的研究分析师在此作以下声明：每位负责撰写本研究报告全部或部分内容的研究分析师在此作以下声明：分析师在本报告中对所提及的证券或发行人发表的任何建议和观点均准确地反映了其个人对该证券或发行人的看法和判断；分析师薪酬的任何组成部分无论是在过去、现在及将来，均与其在本研究报告中所表述的具体建议或观点无任何直接或间接的关系。投资评级和相关定义 报告发布日后的 12 个月内的公司的涨跌幅相对同期的上证指数/深证成指的涨跌幅为基准；公司投资评级的量化标准公司投资评级的量化标准 买入：相对强于市场基准指数收益率 15%以上；增持：相对强于市场基准指数收益率 5%15%；中性：相对于市场基准指数收益率在-5%+5%之间波动；减持：相对弱于市场基准指数收益率在-5%以下。未评级 由于在报告发出之时该股票不在本公司研究覆盖范围内，分析师基于当时对该股票的研究状况，未给予投资评级相关信息。暂停评级 根据监管制度及本公司相关规定，研究报告发布之时该投资对象可能与本公司存在潜在的利益冲突情形；亦或是研究报告发布当时该股票的价值和价格分析存在重大不确定性，缺乏足够的研究依据支持分析师给出明确投资评级；分析师在上述情况下暂停对该股票给予投资评级等信息，投资者需要注意在此报告发布之前曾给予该股票的投资评级、盈利预测及目标价格等信息不再有效。行业投资评级的量化标准行业投资评级的量化标准：看好：相对强于市场基准指数收益率 5%以上；中性：相对于市场基准指数收益率在-5%+5%之间波动；看淡：相对于市场基准指数收益率在-5%以下。未评级：由于在报告发出之时该行业不在本公司研究覆盖范围内，分析师基于当时对该行业的研究状况，未给予投资评级等相关信息。暂停评级：由于研究报告发布当时该行业的投资价值分析存在重大不确定性，缺乏足够的研究依据支持分析师给出明确行业投资评级；分析师在上述情况下暂停对该行业给予投资评级信息，投资者需要注意在此报告发布之前曾给予该行业的投资评级信息不再有效。免责声明 本证券研究报告（以下简称“本报告”）由东方证券股份有限公司（以下简称“本公司”）制作及发布。本报告仅供本公司的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为本公司的当然客户。本报告的全体接收人应当采取必要措施防止本报告被转发给他人。本报告是基于本公司认为可靠的且目前已公开的信息撰写，本公司力求但不保证该信息的准确性和完整性，客户也不应该认为该信息是准确和完整的。同时，本公司不保证文中观点或陈述不会发生任何变更，在不同时期，本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的证券研究报告。本公司会适时更新我们的研究，但可能会因某些规定而无法做到。除了一些定期出版的证券研究报告之外，绝大多数证券研究报告是在分析师认为适当的时候不定期地发布。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议，也没有考虑到个别客户特殊的投资目标、财务状况或需求。客户应考虑本报告中的任何意见或建议是否符合其特定状况，若有必要应寻求专家意见。本报告所载的资料、工具、意见及推测只提供给客户作参考之用，并非作为或被视为出售或购买证券或其他投资标的的邀请或向人作出邀请。本报告中提及的投资价格和价值以及这些投资带来的收入可能会波动。过去的表现并不代表未来的表现，未来的回报也无法保证，投资者可能会损失本金。外汇汇率波动有可能对某些投资的价值或价格或来自这一投资的收入产生不良影响。那些涉及期货、期权及其它衍生工具的交易，因其包括重大的市场风险，因此并不适合所有投资者。在任何情况下，本公司不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任，投资者自主作出投资决策并自行承担投资风险，任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效。本报告主要以电子版形式分发，间或也会辅以印刷品形式分发，所有报告版权均归本公司所有。未经本公司事先书面协议授权，任何机构或个人不得以任何形式复制、转发或公开传播本报告的全部或部分内容。不得将报告内容作为诉讼、仲裁、传媒所引用之证明或依据，不得用于营利或用于未经允许的其它用途。经本公司事先书面协议授权刊载或转发的，被授权机构承担相关刊载或者转发责任。不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。提示客户及公众投资者慎重使用未经授权刊载或者转发的本公司证券研究报告，慎重使用公众媒体刊载的证券研究报告。HeadertTable_Address 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